第575章 非晶硅薄膜技术

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硅是地球上含量最高的元素之一，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。但地球上几乎找不到硅单质，因为硅在高温下比较活泼，而地球早期有很长一段时间都处在高温环境下，所以地球上的硅都通过化学反应转化成了二氧化硅、硅酸盐等化合物。

而随着人类技术的进步，把硅还原成单质逐渐成为了可能。现代技术通常用石英石（二氧化硅），进行氧化还原反应得到硅单质。硅单质根据结晶与否可以分为结晶硅和非晶硅，而结晶硅根据结晶情况的不同，又可分为单晶硅和多晶硅。

半导体工业中用来生产处理器、存储器等超大规模集成电路的基础材料晶圆，其实就是高纯度的单晶硅片。而除了半导体工业之外，另一个用硅大户就是光伏产业。

光伏产业商业化的发端，源于七十年代的石油危机引发的能源枯竭思考，于是可再生的太阳能迅速进入了科学家的视线。但光伏产业真正开始爆发式增长，还是源于德国政府从2004年开始对新能源的大规模补贴。

随后欧洲其他国家开始跟进，从而造就了全球光伏产业迅速崛起。但随着2007年次贷危机席卷全球后，世界经济陷入低迷。欧洲各国随即开始逐步削减相关补贴，曾一度成为高新技术投资领域宠儿的光伏产业，也迅速变成了昨日黄花。

而八十年代的光伏产业还只是小荷才露尖尖角，太阳能电池才刚刚开始在计算器等一些小型的电子产品上进行应用。但为太阳能电池开发的非晶硅技术已经逐步成熟，其实如果单从硅的光电转换效率上来说，从高到低依次为单晶硅、多晶硅和非晶硅。

用单晶硅来制造太阳能电池，光转化效率虽然最高，但制造成本也最为昂贵，远没有非晶硅那样低廉。所以从七十年代开始，最先引来研发热潮的是非晶硅技术。

硅在半导体工业中是用来作衬底，高纯度的单晶硅先被拉制成硅棒，然后切片制备成晶圆。然后在通过CVD（化学气相沉积）、光刻、蚀刻等一系列复杂的工艺流程，在晶圆上制造大量的微小电路，从而形成超大规模集成电路。

而在TFT液晶中却有所不同，它需要在在衬底的基板玻璃上先附上一层硅膜，然后再在这层硅膜上制造用来控制液晶显示的集成电路。而制备晶圆的工艺，显然无法用于液晶面板上硅膜制造。相反半导体工艺中用来形成稳定固态薄膜的CVD设备，恰好可以解决在玻璃基板上覆盖硅膜的难题。

但CVD设备除了在半导体工业中不可或缺之外，其实也已经在光伏领域用来制造非晶硅薄膜。而这一非晶硅薄膜技术其实早在1979年，就被英国的邓迪大学率先用来试制出了非晶硅TFT。

有英国人帮忙指路之后，日本和欧洲的企业和科研机构开始迅速跟进，非晶硅TFT驱动液晶显示屏的开发成果。但实验室试制和工业化规模生产之间，毕竟还有不小的差距，抢先开始大规模投资的夏普公司就因此踩雷了。

太阳能电池对CVD设备的洁净度要求一点也不敏感，但TFT液晶对洁净度的要求甚至比半导体产业还要苛刻。所以简单的把用于光伏产业的CVD设备略加改进就用来生产TFT液晶面板，得到的产品良率简直是惨不忍睹。真正可行的办法是在半导体CVD设备的基础上，在结合非晶硅镀膜技术重新研发专门的CVD设备。